一光年有多长?探测器要飞2万多年,光到达冥王星只需要5.5小时

Question

如题所述

Answer 1

如今人类已经逐渐走出地球去探索宇宙。相比之下，对于宇宙来说，地球的确非常渺小。宇宙中有无数的星系、无数的星球。太阳系处于银河系中，而宇宙中如同银河系这样的星系也有无数个。由此我们也能看出，宇宙有多么庞大。有科学家计算出，太阳可以影响一光年内的天体，因此他认为太阳系的半径可能为一光年。那么太阳系的边缘究竟在哪里？八大行星中，位于最边缘的一颗行星就是冥王星，可以说到达冥王星，也就意味着已经进入了柯伊伯带。
对现阶段的人类文明而言，一光年意味着什么？一光年究竟有多长？如果以民航飞机的时速为每小时900千米，光一秒能够运动的路程大约是29.98万千米，这意味着民航飞机要达到光一秒钟的路程，大约需要333个小时，相当于19.3天。由于地球的赤道周长约为4万千米，这说明光每秒钟就能围绕地球转7.5圈。因此光年的距离，并不适合用于地球。因为光年这个单位对地球来说，过于庞大。毕竟对于这个浩瀚的宇宙来说，地球的尺寸的确很小，甚至不及沙漠里的一粒沙。也就是说想要真正体会一光年的长度，我们需要将视线放到宇宙中。
首先我们要知道地球和月球之间的平均距离约为38万公里。这意味着一束光从地球出发，到达月球表面仅需要1.3秒的时间。而地球距离太阳约为1.5亿公里。按照光每秒30万公里的速度计算，大约需要8分20秒。显然，人类看到的太阳永远是8分20秒之前的太阳。就算太阳最终毁灭了，人类也需要8分20秒后才能真正看到。海王星是太阳系中最远的一颗行星，它距离太阳大约45亿公里。太阳光想要到达这里，需要花费4个多小时。冥王星，也就是太阳系内最为神秘的一颗天体，是一颗位于遥远柯伊伯带之间的矮行星，已被剔除小行星身份的冥王星距离太阳更远。它与太阳的平均距离约为59亿公里。这说明冥王星上看到的太阳，大约是太阳5.5小时前的样子。
至此，我们不难看出光年是长度单位，指的是光在一年时间中行走的距离，约为九万四千六百亿公里。光年更正式的定义是，在一儒略年的时间中，即365.25日，每天相等于86400秒。在自由空间以及距离任何引力场或磁场无限远的地方，一光子所行走的距离。由于真空中的光速是每秒299,792,458米，所以一光年就等于9,460,730,472,580,800米，或大约等于9.46拍米。
由此我们也能得出一个惊人的答案，即冥王星到太阳约为0.0006光年。在直接围绕太阳运行的天体中，冥王星的体积排名第九，质量排名第十。值得一提的是冥王星是体积最大的海外天体，其质量仅次于位于离散盘中的阋神星。与其它柯伊伯带天体一样，冥王星主要由岩石和冰组成。
不得不说的是我们的银河系更加广阔，它的直径约为12万光年，而人类可观测宇宙的直径更是达到了恐怖的920亿光年。如此看来光速在整个宇宙的尺度下又显得十分渺小，而人类如今连太阳系都无法跨越。当人类将目光转向茫茫宇宙，人们才发现我们是如此渺小。那么人类想要跨越这遥远的距离需要多久呢？
著名的新视野号探测器发射于2006年1月，并于2015年7月14号飞越在冥王星的上空。新视野号探测器跨越这数十亿公里的距离用了近11年。然而这一距离光只用了5.5小时。目前人类飞得最远的探测器是旅行者1号。2019年10月23日，当时的旅行者1号正处于距离太阳211亿公里的位置，而此时的旅行者1号已经在宇宙中孤独的漂流了42年。令人诧异的是211亿公里仅相当于光在宇宙中行走了约19.5小时。其实新视野号并不是人类飞得最远的探测器，旅行者一号才是，它距离我们的地球已经超过了220亿公里，这是旅行者一号飞行了43年的成果。令人们惊叹的是如此遥远的距离，一束光只需要不到20个小时就能到达。世界上最快的战斗机能够达到每小时11000公里以上的速度，你知道吗？这么快的战斗机飞完一光年的距离竟需要98000年度的时间，这大概需要飞到地老天荒吧？目前人类制造的最快的太空探测器朱诺号木星探测器的速度达到了每小时264000公里，它飞完一光年需要多久？大约需要4100年的时间。
现在你明白一光年是什么概念了吗？它相当于旅行者1号漂流18,000多年才能走过的距离。根据现今科学界对太阳系的认知来看，太阳系的半径大约在1到2光年之间。也就是说人类昌嫌的探测器想要飞出太阳系，差不多需要2万年。这就是一光年的概念，它足以将人类牢牢的封锁在太阳系内。
最令人绝望的是，无论是光速封锁、材料封锁，还是光速不变原理都告诉了人类任何有质量的物体都无法超越光速。材料学的猜想还告诉人们，常规推动力能达到的速度上限仅为4000公里/秒。这一数据是人类征服太阳系后才可能达到的科学成果，如今的我们还差得很远。这意味着人类引以为傲的化学推进方式和引力弹弓都不可能帮助人类走出太阳系。在宇宙膨胀的前提下，一束光无法从宇宙的一端飞到另一端。人类梦寐以求，却始终无法达到的光速也在宇宙的面前成为了龟速。对此，小伙伴们是如何看待的？欢迎在评论区下方留言。感谢观看本期视频，我们下期再见。